L'anidride carbonica è velenosa?

Probabilmente sai che l'anidride carbonica è un gas presente nell'aria che respiri. Le piante lo "respirano" per produrre glucosio. Espiri gas di anidride carbonica come sottoprodotto della respirazione. L'anidride carbonica nell'atmosfera è uno dei gas serra. Lo trovi aggiunto alla soda, presente naturalmente nella birra, e nella sua forma solida come ghiaccio secco. Sulla base di ciò che sai, pensi che l'anidride carbonica sia velenosa o non tossica o nel mezzo?

Hai bisogno di anidride carbonica per vivere

Di solito, l'anidride carbonica è non velenoso. Si diffonde dalle cellule nel flusso sanguigno e da lì fuori attraverso i polmoni, ma è sempre presente in tutto il corpo.

L'anidride carbonica svolge importanti funzioni fisiologiche. Man mano che il suo livello aumenta nel flusso sanguigno, stimola l'impulso di respirare. Se la frequenza respiratoria non è sufficiente per mantenere il livello ottimale di CO₂, il centro respiratorio risponde aumentando la frequenza della respirazione. Bassi livelli di ossigeno, al contrario, lo fanno non stimolare un aumento della frequenza o della profondità della respirazione.

L'anidride carbonica è essenziale per la funzione dell'emoglobina. L'anidride carbonica e l'ossigeno si legano in diversi punti della molecola dell'emoglobina, ma il legame della CO2 modifica la conformazione dell'emoglobina. L'effetto Haldane si verifica quando il legame dell'anidride carbonica diminuisce la quantità di ossigeno legata per una particolare pressione parziale del gas. L'effetto Bohr si verifica quando aumenta la CO₂ la pressione parziale o il pH ridotto inducono l'emoglobina a scaricare ossigeno nei tessuti.

Mentre l'anidride carbonica è un gas nei polmoni, esiste in altre forme nel sangue. L'enzima anidrasi carbonica converte circa il 70% in 80% di anidride carbonica in ioni bicarbonato, HCO₃^-. Tra il 5% e il 10% di anidride carbonica è un gas disciolto nel plasma. Un altro 5% al ​​10% è legato all'emoglobina come composti carbamino nei globuli rossi. L'esatta anidride carbonica varia a seconda che il sangue sia arterioso (ossigenato) o venoso (deossigenato).

Troppa anidride carbonica è tossica

Tuttavia, se si respirano alte concentrazioni di anidride carbonica o si respira aria (ad esempio da un sacchetto di plastica o una tenda), si può essere a rischio di intossicazione da anidride carbonica o persino avvelenamento da anidride carbonica. L'intossicazione da anidride carbonica e l'avvelenamento da anidride carbonica sono indipendenti dalla concentrazione di ossigeno, quindi potresti avere abbastanza ossigeno presente per sostenere la vita, ma soffrono ancora degli effetti dell'aumento della concentrazione di anidride carbonica nel sangue e nei tessuti.

La condizione di eccesso di concentrazione di anidride carbonica nel sangue si chiama ipercapnia o ipercarbia. I sintomi della tossicità dell'anidride carbonica comprendono ipertensione, pelle arrossata, mal di testa e contrazioni muscolari. Ai livelli più alti, potresti avvertire panico, battito cardiaco irregolare, allucinazioni, vomito e potenziale incoscienza o persino morte.

Esistono diverse potenziali cause di ipercapnia. Può derivare da ipoventilazione, perdita di coscienza, malattie polmonari, aria respiratoria o esposizione a un ambiente ricco di CO₂ (ad es. vicino a un vulcano o sfogo geotermico o sotto in alcuni luoghi di lavoro). Può verificarsi anche quando viene somministrato ossigeno supplementare a una persona con apnea notturna.

La diagnosi di ipercapnia viene effettuata misurando la pressione sanguigna o il pH del biossido di carbonio nel sangue. Una concentrazione di gas nel sangue superiore a 45 mmHg di anidride carbonica combinata con un basso pH sierico indica ipercarbia.

Fatti divertenti

• L'essere umano adulto medio produce circa 1 kg (2,3 libbre) di anidride carbonica al giorno. In altre parole, una persona rilascia circa 290 g (0,63 libbre) di carbonio ogni giorno.
• La respirazione riduce rapidamente i livelli di anidride carbonica, causando iperventilazione. L'iperventilazione, a sua volta, può portare ad alcalosi respiratoria. Al contrario, la respirazione troppo superficiale o lenta alla fine provoca ipoventilazione e acidosi respiratoria.
• Puoi trattenere il respiro più a lungo dopo l'iperventilazione rispetto a prima. L'iperventilazione riduce la concentrazione di anidride carbonica nel sangue arterioso senza avere un impatto significativo sui livelli di ossigeno nel sangue. L'unità respiratoria diminuisce, quindi la voglia di respirare è ridotta. Ciò comporta tuttavia un rischio, poiché è possibile perdere conoscenza prima di provare un travolgente bisogno di respirare.

fonti

• Glatte Jr H. A .; Motsay G. J .; Welch B. E. (1967). "Studi sulla tolleranza all'anidride carbonica". Rapporto tecnico Brooks AFB, TX School of Aerospace Medicine. SAM-TR-67-77.
• Lambertsen, C. J. (1971). "Tolleranza e tossicità dell'anidride carbonica". Centro dati di stress biomedico ambientale, Institute for Environmental Medicine, University of Pennsylvania Medical Center. IFEM. Filadelfia, Pennsylvania. Rapporto n. 2-71.